侯高鵬， 張海濤， 周 坤, 4， 冷 彪

(1. 西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院， 四川 成都 610031； 2. 西南交通大學(xué) 隧道交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 四川 成都 610031； 3. 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司, 湖北 武漢 430063；4. 水下隧道技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心, 湖北 武漢 430063)

0 引言

城市軌道交通區(qū)間隧道主要采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)隧道線路平面圖及縱斷面圖是盾構(gòu)隧道線路設(shè)計(jì)的核心，涉及線路線形，不允許出現(xiàn)任何差錯(cuò)漏碰。盾構(gòu)區(qū)間平面圖及縱斷面圖本身繪制難度一般，但細(xì)節(jié)較多、繪制過(guò)程繁瑣且包含大量重復(fù)性工作，耗時(shí)較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)人員的工作效率，且一旦出錯(cuò)可能導(dǎo)致線路線形問(wèn)題，影響重大。由于疊加方案調(diào)整、多階段出圖等因素，平縱斷面設(shè)計(jì)耗時(shí)費(fèi)力。為提高繪圖效率，減少人工耗時(shí)，避免圖紙差錯(cuò)漏碰，提高制圖標(biāo)準(zhǔn)化水平成為盾構(gòu)隧道線路設(shè)計(jì)的迫切需求。

在軟件應(yīng)用方面，盾構(gòu)區(qū)間平面圖及縱斷面圖的設(shè)計(jì)目前仍以AutoCAD為主[1-4]。AutoCAD二次開(kāi)發(fā)可以用于解決盾構(gòu)區(qū)間平面圖及縱斷面圖設(shè)計(jì)中遇到的一系列問(wèn)題，其主要目的在于實(shí)現(xiàn)參數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化繪圖。因此，實(shí)現(xiàn)既有數(shù)據(jù)的快速讀取和轉(zhuǎn)化對(duì)提高繪圖效率、消除繪制漏碰具有重要意義。

目前，應(yīng)用于地鐵盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計(jì)的專業(yè)輔助繪圖軟件還較為少見(jiàn)，但針對(duì)隧道領(lǐng)域的CAD二次開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)已有一些研究。張漢瑞等[3]利用ObjectARX技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了隧道設(shè)計(jì)斷面和實(shí)測(cè)斷面圖的繪制以及超欠挖工程量計(jì)算和相關(guān)的統(tǒng)計(jì)功能，但功能較為基礎(chǔ)。李妍[5]對(duì)地鐵線路縱斷面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究，開(kāi)發(fā)了縱斷面輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(MRPCAD)，實(shí)現(xiàn)了坡線設(shè)計(jì)、編輯、結(jié)構(gòu)線生成及查詢變坡點(diǎn)、豎曲線相關(guān)信息等功能，對(duì)國(guó)內(nèi)地鐵縱斷面參數(shù)化設(shè)計(jì)做出了探索和拓展。張?jiān)迄i[6]基于AutoCAD二次開(kāi)發(fā)對(duì)原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了隧道斷面尺寸圖的自動(dòng)繪制及軌道左右軌面的自動(dòng)標(biāo)記，但功能較為簡(jiǎn)單。張兆杰等[7]運(yùn)用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法和ADO數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，研發(fā)了公路隧道輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了建筑限界、內(nèi)輪廓、襯砌結(jié)構(gòu)及路面設(shè)計(jì)等參數(shù)化設(shè)計(jì)功能。曾紅兵[8]基于ObjectARX開(kāi)發(fā)油氣管道盾構(gòu)隧道參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，詳細(xì)說(shuō)明使用ObjectARX進(jìn)行CAD二次開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的隧道縱斷面圖參數(shù)化繪制。程韜[9]基于ObjectARX開(kāi)發(fā)了輸氣管道隧道參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，闡明了對(duì)AutoCAD圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)和修改以及在AutoCAD中創(chuàng)建實(shí)體等關(guān)鍵問(wèn)題的具體操作方法，對(duì)開(kāi)發(fā)隧道CAD軟件有一定參考價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀中針對(duì)地鐵設(shè)計(jì)的CAD二次開(kāi)發(fā)研究大多集中在參數(shù)化繪制和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方面，對(duì)于地鐵盾構(gòu)區(qū)間平面及縱斷面圖的繪制、修改，尤其是按照相關(guān)規(guī)范最終成圖的相關(guān)研究還較少。

本文提出一種基于ObjectARX的地鐵盾構(gòu)區(qū)間平面及縱斷面快速出圖方法，以Visual Studio 2015為開(kāi)發(fā)工具，使用C#語(yǔ)言進(jìn)行代碼編寫，研究一種功能完整、操作便捷的快速標(biāo)準(zhǔn)化輔助繪圖應(yīng)用程序，能夠滿足地鐵盾構(gòu)區(qū)間平縱斷面圖設(shè)計(jì)所需的自動(dòng)標(biāo)注和修改、快速成圖等功能，以期實(shí)現(xiàn)快速、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化的地鐵盾構(gòu)區(qū)間線路平面及縱斷面設(shè)計(jì)。

1 設(shè)計(jì)流程

地鐵盾構(gòu)區(qū)間平面圖、縱斷面圖的輔助設(shè)計(jì)是基于已有的由線路、地質(zhì)專業(yè)人員提供的平面和縱斷面設(shè)計(jì)圖基礎(chǔ)資料。首先，考慮平面圖和縱斷面圖共性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入，例如： 區(qū)間起終點(diǎn)里程、起終點(diǎn)車站名稱、聯(lián)絡(luò)通道中心線里程、聯(lián)絡(luò)通道寬度等，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)入平面圖或縱斷面圖處理模塊進(jìn)行后續(xù)處理?；咎幚砹鞒倘鐖D1所示。

圖1 軟件處理流程

2 平面圖處理

2.1 線路中線定位

平面矢量圖形處理中，最關(guān)鍵的是對(duì)既有線路中線進(jìn)行定位，即建立中心位置坐標(biāo)與里程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，線路邊線、起終點(diǎn)及聯(lián)絡(luò)通道等關(guān)鍵信息都以此為基準(zhǔn)。對(duì)線路中線的處理包括： 1)將初始的、由多段不同幾何性質(zhì)的曲線所組成的地鐵線路的左、右線線路中線分別合并為2條完整的曲線，即將由多個(gè)圖元構(gòu)成的單條線路中線合并為1個(gè)圖元對(duì)象，圖元類別為ObjectARX中的Polyline圖元，以便于后續(xù)處理； 2)點(diǎn)選當(dāng)前區(qū)間左、右線起終點(diǎn)車站有效站臺(tái)中心位置，結(jié)合中心位置里程，建立設(shè)計(jì)圖中左、右線線路中線當(dāng)前區(qū)間各點(diǎn)里程的對(duì)應(yīng)關(guān)系。地鐵盾構(gòu)區(qū)間線路與站臺(tái)如圖2所示。

看原圖，掃文末二維碼。

設(shè)左線線路中線為L(zhǎng)左，在ObjectARX中L左的對(duì)象類型為Polyline，通過(guò)定位獲得的L左上區(qū)間起終點(diǎn)車站有效站臺(tái)中心里程分別為k1、k2，坐標(biāo)分別為p1、p2。根據(jù)兩端點(diǎn)沿L左距p1的距離大小設(shè)置起終點(diǎn)，即端點(diǎn)距p1距離小者為起點(diǎn)，反之為終點(diǎn)。通過(guò)GetDistAtPoint方法獲得p1、p2距起始點(diǎn)的長(zhǎng)度l1、l2，則設(shè)k1、k2間任意里程k處距起始點(diǎn)的長(zhǎng)度

l=l1+(k-k1)/(k2-k1)×(l2-l1)。

(1)

則里程k處的坐標(biāo)p可根據(jù)Polyline的GetPointAtDist方法獲得。同理，可獲得右線線路中線區(qū)間內(nèi)任意一里程點(diǎn)的坐標(biāo)。

盾構(gòu)區(qū)間內(nèi)可能存在線路長(zhǎng)短鏈，需要對(duì)存在長(zhǎng)短鏈的區(qū)間里程進(jìn)行修正： 設(shè)點(diǎn)P位于2處長(zhǎng)短鏈C1、C2之間(沿小里程至大里程方向依次為C1、P、C2)，C1、C2對(duì)應(yīng)的前里程和后里程分別為MC1前、MC1后、MC2前、MC2后。通過(guò)GetDistAtPoint方法獲得點(diǎn)P、C1、C2距起始點(diǎn)的長(zhǎng)度分別為lP、lC1、lC2。則修正后的P點(diǎn)里程

(2)

2.2 平面圖繪制

平面圖繪制主要包括生成區(qū)間線路中線及隧道邊線、區(qū)間左右線起止點(diǎn)以及里程標(biāo)注、隧道邊線標(biāo)注、聯(lián)絡(luò)通道繪制及標(biāo)注、線路中線標(biāo)注、盾構(gòu)掘進(jìn)方向標(biāo)注等。

2.2.1 自動(dòng)繪圖及標(biāo)注

平面圖自動(dòng)繪制包括繪制隧道邊線及聯(lián)絡(luò)通道，自動(dòng)標(biāo)注內(nèi)容包括起終點(diǎn)、線路中線、隧道邊線、盾構(gòu)掘進(jìn)方向及聯(lián)絡(luò)通道信息。

2.2.1.1 自動(dòng)繪制隧道邊線

輸入盾構(gòu)區(qū)間橫斷面直徑后，根據(jù)已獲得的線路中線Polyline對(duì)象，調(diào)用GetOffsetCurves方法，即可生成線路邊線。根據(jù)區(qū)間起終點(diǎn)里程，自動(dòng)生成垂直于線路中線的輔助直線對(duì)區(qū)間隧道邊線進(jìn)行截?cái)嗵幚?，即完成邊線繪制。

2.2.1.2 自動(dòng)繪制聯(lián)絡(luò)通道

根據(jù)已知聯(lián)絡(luò)通道在左、右線的里程k左、k右，獲得左、右線路中線上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo)p左、p右(如圖3所示)，調(diào)用Polyline對(duì)象的GetOffsetCurves方法可獲得左、右線路中線的坐標(biāo)位置。過(guò)2坐標(biāo)點(diǎn)自動(dòng)生成輔助直線Line對(duì)象，根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道寬度d將輔助直線向兩側(cè)分別平移d/2生成聯(lián)絡(luò)通道邊線Line對(duì)象，通過(guò)區(qū)間2邊線Polyline對(duì)象的IntersectWith方法與聯(lián)絡(luò)通道邊線Line對(duì)象求交點(diǎn)后，可分別截?cái)嗝鍼olyline和Line對(duì)象，自動(dòng)刪除多余截?cái)嗑€即可。

圖3 聯(lián)絡(luò)通道繪制

2.2.1.3 文字標(biāo)注

文字標(biāo)注類型分為固定標(biāo)注和動(dòng)態(tài)標(biāo)注。固定標(biāo)注用于自動(dòng)對(duì)區(qū)間起終點(diǎn)、聯(lián)絡(luò)通道等已知位置進(jìn)行標(biāo)注(如圖4所示)，標(biāo)注信息格式、位置固定，無(wú)需用戶進(jìn)行交互操作即可對(duì)區(qū)間內(nèi)所有重要控制點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注。動(dòng)態(tài)標(biāo)注則由用戶選擇標(biāo)注位置，自動(dòng)在選擇位置進(jìn)行指定樣式的標(biāo)注，例如： 隧道掘進(jìn)方向、隧道中線及邊線標(biāo)注(如圖5所示)。

固定標(biāo)注和動(dòng)態(tài)標(biāo)注原理基本相同，即根據(jù)已確定的標(biāo)注點(diǎn)計(jì)算標(biāo)注線及標(biāo)注內(nèi)容的位置。以隧道邊線動(dòng)態(tài)標(biāo)注為例進(jìn)行說(shuō)明，基本步驟如下：

1)當(dāng)用戶選擇“隧道邊線”標(biāo)注功能后，光標(biāo)在線路左線附近點(diǎn)選待標(biāo)注的大概位置P標(biāo)注(見(jiàn)圖6)，系統(tǒng)將根據(jù)用戶點(diǎn)選位置與2隧道中線的距離遠(yuǎn)近自動(dòng)判斷標(biāo)注對(duì)象為左線L左或右線L右。

圖4 區(qū)間起點(diǎn)里程固定標(biāo)注

圖5 隧道邊線動(dòng)態(tài)標(biāo)注

圖6 自動(dòng)標(biāo)注示意圖

2.2.2 平面圖出圖

平面圖繪制完成后，需要適配給定的制式圖框，并根據(jù)用戶的出圖比例在布局空間中快速成圖。出圖時(shí)，制式標(biāo)準(zhǔn)圖框根據(jù)需要在橫向進(jìn)行自動(dòng)拉伸，直至圖框能完全包含區(qū)間線路顯示區(qū)域；若待顯示區(qū)域線路曲率較大，不能在一個(gè)制式標(biāo)準(zhǔn)圖框中完整顯示時(shí)，則自動(dòng)平均切分成多個(gè)線路區(qū)段，分別在不同的標(biāo)準(zhǔn)制式圖框中顯示，用戶也可根據(jù)線路具體情況，手動(dòng)設(shè)置切分后的圖框數(shù)量。經(jīng)測(cè)試，切分功能完全能夠滿足各種特殊地鐵盾構(gòu)區(qū)間的成圖需要。具體過(guò)程如下：

1)在布局空間中，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)圖框中用于顯示區(qū)間設(shè)計(jì)圖的視口區(qū)域；分別以區(qū)間左、右線起、終點(diǎn)位置連線的中點(diǎn)為區(qū)間起點(diǎn)、區(qū)間終點(diǎn)(如圖7所示)，將視口矩形框旋轉(zhuǎn)使其上下邊線與區(qū)間起、終點(diǎn)連線平行；將區(qū)間左、右線中點(diǎn)里程位置連線的中點(diǎn)作為視口顯示的中心位置，將矩形框平移使其中點(diǎn)與區(qū)間中點(diǎn)里程位置重合。

圖7 原始線路姿態(tài)(旋轉(zhuǎn)前)

2)將區(qū)間最外側(cè)線路邊線向外平移距離d，通過(guò)IntersectWith方法，判斷平移后的隧道邊線分別與平移旋轉(zhuǎn)后的矩形框上下邊線是否有交點(diǎn)。若有交點(diǎn)，表明圖框無(wú)法完整顯示區(qū)間，則自動(dòng)對(duì)區(qū)間按里程長(zhǎng)度進(jìn)行2等分分割，并在分割處設(shè)置搭接。搭接長(zhǎng)度為固定值l搭接，l搭接是由調(diào)研大量成圖慣例并測(cè)試成圖效果后得出的。按相同方法對(duì)各分割線路區(qū)段進(jìn)行分析，若仍不滿足要求，則將等分?jǐn)?shù)加1再進(jìn)行分割處理，直至當(dāng)前分割后形成的各線路區(qū)段中平移形成的隧道邊線與平移旋轉(zhuǎn)后的矩形框上下邊線均無(wú)交點(diǎn)，此時(shí)表明當(dāng)前分割結(jié)果能夠完整顯示在視口(Viewport)中。

3)根據(jù)區(qū)段分割的區(qū)段數(shù)量，在布局空間中將標(biāo)準(zhǔn)圖框自動(dòng)復(fù)制n-1份。對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)圖框中的視口，計(jì)算出對(duì)應(yīng)模型空間待顯示線路區(qū)段與水平方向的夾角，將其值賦給視口的TwistAngle屬性，將區(qū)段中點(diǎn)坐標(biāo)賦值給ViewCenter屬性。

3 縱斷面圖處理

縱斷面圖成圖過(guò)程相對(duì)平面圖更加復(fù)雜，對(duì)于原始縱斷面圖，需要對(duì)比例尺、區(qū)間斷面圖區(qū)域、線路要素表頭和線路要素進(jìn)行縮放及定位等處理，同時(shí)增加指定盾構(gòu)區(qū)間的標(biāo)注功能。

3.1 縮放

由于出圖要求的x、y方向比例與原始圖紙往往不同，需要對(duì)原始縱斷面圖紙的x、y方向進(jìn)行不同比例縮放以達(dá)到出圖要求。其處理方法為： 1)根據(jù)用戶輸入的原始圖紙及出圖要求的x、y方向比例分別計(jì)算出縮放系數(shù)。2)獲得待縮放區(qū)域內(nèi)的所有實(shí)體(Entity)，生成新的塊表記錄并加入塊表中。3)針對(duì)新塊表中加入的塊(即為須進(jìn)行縮放處理的對(duì)象)，建立新塊表的BlockReference對(duì)象，通過(guò)該對(duì)象的ScaleFactors屬性設(shè)置x、y方向的縮放比例。4)縮放完成后，炸開(kāi)塊，對(duì)產(chǎn)生畸變的文字調(diào)整其Width、Height等屬性，使文字顯示比例正常。

3.2 里程、高程定位

在初始化模塊中讀入的區(qū)間起終點(diǎn)車站里程等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)軟件內(nèi)置的數(shù)據(jù)校核功能檢驗(yàn)無(wú)誤后分配至縱斷面處理模塊，然后通過(guò)縱斷面高程、里程定位建立區(qū)間里程數(shù)據(jù)與圖紙中圖元的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

1)高程定位(垂直方向)。高程定位以標(biāo)尺為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置。用戶點(diǎn)選標(biāo)尺上的高程讀數(shù)點(diǎn)H0(x0,y0,z0)，并輸入其對(duì)應(yīng)的高程h0，又由3.1節(jié)中已知圖紙y方向縮放比例為Sy，則可通過(guò)式(3)計(jì)算圖上任一點(diǎn)Hn(xn,yn,zn)的對(duì)應(yīng)高程hn。

hn=h0+(yn-y0)/Sy。

(3)

2)里程定位(水平方向)。由用戶點(diǎn)任意2處已知里程的標(biāo)志點(diǎn)P1(x1,y1,z1)、P2(x2,y2, 選圖中z2)，其對(duì)應(yīng)里程分別為m1、m2，則縱斷面圖中里程為mn的點(diǎn)Pn，可通過(guò)式(4)計(jì)算其在圖上的對(duì)應(yīng)水平坐標(biāo)xn。

(4)

3.3 文字標(biāo)注

快速文字標(biāo)注是提高出圖效率的關(guān)鍵步驟之一，標(biāo)注內(nèi)容主要包括區(qū)間起終點(diǎn)里程、起終點(diǎn)車站、隧道邊線、軌面線、聯(lián)絡(luò)通道、變坡點(diǎn)及軌面標(biāo)高。以變坡點(diǎn)及軌面標(biāo)高自動(dòng)標(biāo)注為例，標(biāo)注變坡點(diǎn)及軌面標(biāo)高時(shí)要求對(duì)區(qū)間范圍內(nèi)軌面線上所有變坡點(diǎn)及對(duì)應(yīng)軌面點(diǎn)進(jìn)行高程標(biāo)注。標(biāo)注時(shí)，首先查找當(dāng)前區(qū)間里程范圍內(nèi)的所有變坡點(diǎn)；找到變坡點(diǎn)后計(jì)算變坡點(diǎn)高程，同時(shí)計(jì)算過(guò)變坡點(diǎn)豎向直線與軌面線的交點(diǎn)，計(jì)算出交點(diǎn)高程，如圖8所示；然后,在曲線要素區(qū)域?qū)?yīng)位置同時(shí)標(biāo)注出變坡點(diǎn)高程和軌面高程。

圖8 變坡點(diǎn)

3.4 線路要素處理

標(biāo)準(zhǔn)出圖時(shí)，制式標(biāo)準(zhǔn)圖框中顯示的線路要素和表頭區(qū)域高度與實(shí)際待處理縱斷面圖的線路要素和表頭區(qū)域高度并不一致，需要進(jìn)行豎向縮放處理，即根據(jù)用戶框選的表頭和線路要素所有實(shí)體(Entity)生成新的塊表，記錄后對(duì)塊進(jìn)行豎向縮放并對(duì)塊中文字進(jìn)行處理，處理方法同3.1節(jié)。

3.5 多視口成圖

縱斷面原始圖紙一般包含連續(xù)的多個(gè)區(qū)間，而單個(gè)制式標(biāo)準(zhǔn)圖框出圖結(jié)果只包含一個(gè)盾構(gòu)區(qū)間。在布局空間的標(biāo)準(zhǔn)出圖中，標(biāo)尺、縱斷面主視圖、表頭、線路要素顯示區(qū)域的相對(duì)位置與模型空間中不同，需要將模型空間中的相應(yīng)內(nèi)容分別顯示到同一個(gè)制式標(biāo)準(zhǔn)圖框中的對(duì)應(yīng)視口中(見(jiàn)圖9)。同時(shí)，制式標(biāo)準(zhǔn)圖框及相應(yīng)視口隨盾構(gòu)區(qū)間里程長(zhǎng)度沿水平方向伸長(zhǎng)或縮短，以剛好顯示指定盾構(gòu)區(qū)間。

看原圖，掃文末二維碼。

具體過(guò)程為： 1)確定制式標(biāo)準(zhǔn)圖框類型，在模型空間中分別選擇標(biāo)尺、縱斷面主視圖、表頭、線路要素顯示區(qū)域，對(duì)各顯示區(qū)域進(jìn)行定位和縮放，以適應(yīng)圖框類型； 2)提供相應(yīng)功能對(duì)指定圖層快速增加或快速統(tǒng)一修改圖元，以滿足出圖內(nèi)容和格式要求； 3)加載制式標(biāo)準(zhǔn)圖框，框選出圖框中用于顯示模型空間圖元的區(qū)域； 4)計(jì)算盾構(gòu)區(qū)間縱斷面顯示長(zhǎng)度(水平方向)，當(dāng)區(qū)間顯示長(zhǎng)度大于或小于圖框中縱斷面主視圖顯示區(qū)域的長(zhǎng)度時(shí)，對(duì)圖框自動(dòng)進(jìn)行橫向拉伸或收縮以適配區(qū)間長(zhǎng)度； 5)在標(biāo)準(zhǔn)圖框中自動(dòng)創(chuàng)建4個(gè)視口，分別用于顯示模型空間中的標(biāo)尺、盾構(gòu)區(qū)間縱斷面、表頭、線路要素顯示區(qū)域； 6)設(shè)置各視口中的視圖位置，使視口顯示對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)容，完成成圖操作。

4 應(yīng)用實(shí)例

蘇州地鐵4號(hào)線蘇北區(qū)間(蘇州火車站站—北寺塔站)采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)直徑6.2 m。區(qū)間左線起點(diǎn)里程為左DK9+388.703，終點(diǎn)里程為左DK10+730.950；右線起點(diǎn)里程為右DK9+328.703，終點(diǎn)里程為右DK10+854.870。左線盾構(gòu)掘進(jìn)方向?yàn)樾±锍痰酱罄锍?，右線盾構(gòu)掘進(jìn)方向?yàn)榇罄锍痰叫±锍?。區(qū)間內(nèi)包含2處聯(lián)絡(luò)通道，其中一處帶泵房，在左右線上的里程分別為左DK9+767.942、右DK9+770.000； 另一處在左右線上的里程分別為左DK10+303.848、右DK10+320.000。要求根據(jù)原有平面圖、縱斷面圖生成標(biāo)準(zhǔn)A2框圖。

4.1 平面圖出圖

蘇北區(qū)間原始平面圖如圖10所示。其中僅有線路中線，缺少隧道邊線、聯(lián)絡(luò)通道邊線、起終點(diǎn)位置標(biāo)注、中線和邊線標(biāo)注以及掘進(jìn)方向標(biāo)注等。

經(jīng)過(guò)生成線路邊線、自動(dòng)標(biāo)注、創(chuàng)建A2圖框、插入視口等處理后，自動(dòng)生成2幅標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖，如圖11所示。其中，圖11(c)局部放大圖中顯示了自動(dòng)生成的隧道邊線、線路中線和邊線、掘進(jìn)方向、終點(diǎn)位置的自動(dòng)標(biāo)注結(jié)果。

(a) 平面圖

4.2 縱斷面圖出圖

圖12為包含蘇北區(qū)間的地鐵線路右線縱斷面圖的原始圖。其水平及垂直比例、線路要素區(qū)域高度不滿足出圖要求，需要增加區(qū)間起終點(diǎn)里程、起終點(diǎn)車站、隧道邊線、軌面線、聯(lián)絡(luò)通道、變坡點(diǎn)及軌面標(biāo)高等標(biāo)注。

經(jīng)過(guò)斷面圖比例調(diào)整、線路要素比例調(diào)整、生成區(qū)間隧道邊線、自動(dòng)標(biāo)注區(qū)間隧道等操作后，定位標(biāo)尺、區(qū)間縱斷面、線路要素、表頭等區(qū)域； 然后在布局空間中創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)圖框，在圖框中選擇待插入視口區(qū)域范圍后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算分配各視口范圍，當(dāng)盾構(gòu)區(qū)間縱斷面顯示區(qū)域視口范圍的水平長(zhǎng)度小于或大于實(shí)際長(zhǎng)度時(shí)，將自動(dòng)縮放制式標(biāo)準(zhǔn)圖框。最終生成的縱斷面圖如圖13所示。

4.3 效果分析

經(jīng)測(cè)試，使用傳統(tǒng)的人工繪圖方法進(jìn)行設(shè)計(jì)出圖，平面圖一般需50 min以上，縱斷面圖則需120 min以上，且繪制過(guò)程中易出現(xiàn)漏誤，影響后續(xù)區(qū)間設(shè)計(jì)。經(jīng)設(shè)計(jì)單位人員測(cè)試，使用本軟件對(duì)插件的平面及縱斷面圖進(jìn)行自動(dòng)繪圖和標(biāo)注、快速成圖等操作，平面圖繪制時(shí)間縮短至10 min以內(nèi)，縱斷面圖繪制時(shí)間縮短至15 min以內(nèi),且縱斷面繪圖比例可調(diào)節(jié)、線路要素生成方便。平面及縱斷面快速成圖方法大大簡(jiǎn)化了繪制工作量，避免了差錯(cuò)漏碰，成圖效果統(tǒng)一美觀，最終成圖與人工制圖在形式上并無(wú)差異，圖紙復(fù)核及修訂與人工制圖方法相同。

(a) 標(biāo)準(zhǔn)圖1

看原圖，掃文末二維碼。

看原圖，掃文末二維碼。

由于重新出圖工作量小、耗時(shí)短，如需修改設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整圖紙，軟件可根據(jù)修改的任意參數(shù)便捷地完成重新出圖。

5 結(jié)論與討論

本文對(duì)地鐵盾構(gòu)區(qū)間平面及縱斷面圖快速出圖方法進(jìn)行了研究,結(jié)論如下。

1)從地鐵盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計(jì)需求的實(shí)際出發(fā)，分析了區(qū)間平面及縱斷面圖的設(shè)計(jì)步驟，對(duì)基于ObjectARX的AutoCAD二次開(kāi)發(fā)進(jìn)行了研究，提出了地鐵盾構(gòu)區(qū)間平面及縱斷面圖的自動(dòng)繪制及標(biāo)注、快速成圖方法。

2)針對(duì)平面及縱斷面圖研發(fā)出快速出圖功能，平面圖可自動(dòng)根據(jù)平面線形或指定出圖數(shù)量，在布局空間生成一張或多張圖紙?？v斷面圖采用自動(dòng)多視口成圖方法，有效避免了對(duì)縱斷面圖中原始連續(xù)多個(gè)區(qū)間的切分操作，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)單個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度自適應(yīng)成圖的功能，為滿足復(fù)雜、精細(xì)的出圖需求提供了有力支持。軟件成果表明： 靈活的自動(dòng)標(biāo)注功能可顯著提升制圖、成圖效率，節(jié)約人工成本；結(jié)合視口旋轉(zhuǎn)、切分的自動(dòng)成圖方法可以有效解決特殊線路區(qū)間的出圖、成圖困難問(wèn)題。

3)軟件應(yīng)用效果良好，經(jīng)設(shè)計(jì)人員測(cè)試，平面圖出圖效率提高5倍以上，縱斷面圖出圖效率提高10倍以上，且制圖漏誤率低于5%，成圖標(biāo)準(zhǔn)化程度極高，能極大降低人工工時(shí)，節(jié)約人工成本。

軟件部分功能可用于礦山法和明挖法隧道，下一階段可擴(kuò)展至對(duì)礦山法和明挖法隧道、隧道紅線及與周邊建構(gòu)筑物關(guān)系等自動(dòng)成圖，以進(jìn)一步提高軟件的適用性。